[发明专利]一种高性能电气网络实时拓扑分析方法

摘要

本发明公开了电气网络技术领域内的一种高性能电气网络实时拓扑分析方法，旨在解决现有技术中电网拓扑分析方法复杂度较高、可扩展性不强、实时性不高的技术问题。本发明对于电气网络的拓扑分析建立在具体的开关动作基础上，通过对电气系统开关动作的监控，充分利用开关动作前的邻接矩阵和全连通矩阵的运算结果，得到全新的邻接矩阵及全连通矩阵，使得已经运算过的数据得以有效利用，减少了大量的重复计算过程。本发明可广泛适用于各类涉及复杂电路的自动化监控领域的拓扑分析及拓扑着色。

主权项

一种高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：用节点表示电气网络中的某一区域，各节点区域的所有元器件同时带电或失电；用节点间连线的有无表示连接两节点的开关闭合与断开；步骤二：在所有节点与开关均未连接时，进行电气网络配置，包括：配置节点、配置节点包含信息及配置关联矩阵S；步骤三：配电网络的静态分析：在电气网络投入使用前，根据电气网络的开关状态以及关联矩阵S，创建电气网络的邻接矩阵C及全连通矩阵L；步骤四：配电网络的动态分析：根据电气网络的改变分为开关闭合和开关断开两种情况：情况一：开关闭合状态分析：当开关闭合时，先根据关联矩阵S得到开关连接的两个节点i和j的信息，更新节点包含信息以及邻接矩阵中元素C_ij、C_ji的值；查询全连通矩阵的第i行及第j行，对两行元素中位于相同列的元素进行或操作，得到一个全新的含有n个元素的数组T，即T_k＝L_ik||L_jk，T中所有为带电状态为连通的元素的集合即为新得到的电气岛c；将数组T重写到全连通矩阵中的第k行，k为所有T_k处于连通状态时k的值，此时得到的新的邻接矩阵和全连通矩阵即为开关闭合后的邻接矩阵和全连通矩阵；情况二：开关断开状态分析：当开关断开时，先根据关联矩阵S得到开关连接的两个节点i和j的信息，更新节点包含信息以及邻接矩阵中元素C_ij、C_ji的值；若断开的开关与节点i和j连接，则利用邻接矩阵中节点i的信息进行一次广度优先搜索，查询与节点i连通的所有节点，将所有遍历过的节点记为电气岛x，用含n个元素的数组X表示，其中X_k＝1，k表示被包含在电气岛x中的节点的编号；设节点i和j在开关断开前属于同一电气岛M，则将电气岛M内未被遍历的节点记为电气岛y，用含n个元素的数组Y表示；数组Y通过将全连通矩阵的第i行与数组X位于相同列的元素按位进行异或操作得到，即Yg＝Xg⊕Lig，其中g∈[0，n]，则将全连通矩阵的第k行用数组X代替，将全连通矩阵的第g行用Y代替，g为所有使Yg＝1的g的取值，此时得到的新的邻接矩阵和全连通矩阵即为开关断开后的邻接矩阵和全连通矩阵；步骤五：根据新的邻接矩阵和全连通矩阵，对各段线路及电气设备、元件进行带电状态分析。